[发明专利]基于地表入射短波辐射的山地地表反射率地形改正方法

权利要求书

1.基于地表入射短波辐射的山地地表反射率地形改正方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：粗分辨率静止气象卫星数据与高分辨率遥感数据空间匹配；

S2：MSG地表入射短波辐射产品空间降尺度；

S3：高分辨率遥感数据分层；

S4：不同数据层地表反射率数据地形效应改正；

S5：不同数据层地表反射率结果综合与最终改正结果生成。

2.根据权利要求1所述的基于地表入射短波辐射的山地地表反射率地形改正方法，其特征在于：为完成不同空间分辨率遥感数据之间的空间尺度转换，步骤S1包括：

通过各像元点自身的经纬度，针对高分影像各像元与粗分影像各像元之间计算距离，并求解出最近像元，即找到了高分像元所对应的粗分像元，进而建立各个像元之间的映射关系，为后面的空间降尺度提供对应关系。

3.根据权利要求2所述的基于地表入射短波辐射的山地地表反射率地形改正方法，其特征在于：步骤S2包括：

地表入射短波辐射结构，地表接收的入射短波辐射包括太阳直射辐射、大气散射辐射和邻近地形反射辐射，可以表示为：

R_s＝R_b+R_d+R_r；

地表入射短波辐射空间降尺度，将静止气象卫星数据高时间分辨率反演的地表入射短波辐射降尺度至高分辨率卫星像元尺度。

4.根据权利要求3所述的基于地表入射短波辐射的山地地表反射率地形改正方法，其特征在于：所述太阳直射辐射为：

与水平面上类似，入射到起伏地表面上的太阳直接辐射可以表示为：

其中，E₀是太阳常数，由于太阳常数是日地平均距离处给定的值，当要具体到某一日期时，需要进行订正，当天日地距离订正系数为：

式中，DOY是积日，τ_b是直接辐射大气透过率，θ为太阳直线光线与地表坡面法线的夹角即坡面上的实际太阳入射角，计算公式如下：

cosθ＝cosZ_scosS+cosZ_ssinScos(A_s-A)，

其中，Z_s为太阳天顶角，A_s为太阳方位角；S为坡度，A为坡向，实际地形坡度和坡向可利用数字高程模型计算。

5.根据权利要求4所述的基于地表入射短波辐射的山地地表反射率地形改正方法，其特征在于：所述天空散射辐射为：

复杂地形下天空散射辐射R_d，是对平坦地形下天空散射辐射R_d,flat，利用天空可视因子SVF进行订正获得：

I_d＝I_d,flat×SVF

I_d,flat＝E₀×dr×τ_d×cos(Z_s)，

其中，τ_b为散射辐射透过率，在晴朗无云条件下天空的散射是一个均质散射，在直接辐射和散射辐射之间存在线性关系：

τ_d＝0.271-0.294×τ_b，

其中，天空可视因子定义为把半球2π空间划分为n等份，目标点上方半球可见部分面积与半球面积之比，在每一片“天空”上沿光线在xy平面上的投影方向追踪，依次计算此方向上每一坡元与起点坡元的高度角，找出最大高度角，记为h_i，每点的SVF可由下式计算：

其中，n取16个方向，搜索半径R可根据实际情况确定。